Разработка стенда для исследования усилителя по схеме с общим эмиттером, коллектором
Министерство
просвещения ПМР
ГОУ
"Тираспольский Техникум Информатики и Права"
Дипломная
работа
Тема:
Разработка стенда для исследования усилителя по схеме с общим эмиттером,
коллектором
г.
Тирасполь
Реферат
В данной дипломной работе рассмотрен усилитель с
общим эмиттером, коллектором как с логической, так и с физической точек зрения.
Целью работы является анализ схемотехнических решений устройств для
исследований работы усилителя, рассмотрение принципов работы, разработка
структурная и принципиальная схемы устройства, изготовление макета. усилитель мультиплексор эмиттер коллектор
В программах Protel
и PSpice AD
рассмотрена работа основных элементов устройства усилителя, такие как
мультиплексор, компаратор, счетчик адресов, статические регистры. Эти
устройства реализуются на базе логических элементов И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ и
инверторов.
В части диплома, связанной с охраной труда,
рассмотрены основные меры безопасности при техническом обслуживание электронной
техники: санитарно-гигиенические нормы, требования пожарной безопасности
электробезопасность, защита от шума и вибраций, требования к организации
рабочего места техника и требования безопасности при пайке.
Оглавление
Введение
. Теоретическая часть. Разработка
электрической схемы макета для исследований работы видеопамяти
.1 Аналитический обзор по теме
.1.1 Виды усилителей
.1.2 Структура усилителя
.1.3 Каскады усиления
.1.4 Усилитель с общим эмиттером
.1.5 Усилитель с общим коллектором
.1.6 Дифференциальный усилитель
.2 Практическая часть
.2.1 Обзор программ для исследования
и проектирования элементов электроники
.2.2 Исследование усилителя с общим
эмиттером с помощью программы Multisim
.2.2 Исследование усилителя с общим
коллектором с помощью программы Multisim
.2.3 Выбор элементной базы для
построения
. Охрана труда. Меры безопасности
при техническом обслуживание электронной техники
.1 Анализ условий труда
.2 Характеристика санитарно-
гигиенических условий труда
.3 Защита от шума и вибрации на
рабочих местах
.4 Электробезопасность. Требования
безопасности при работе с электрооборудованием
.5 Требования к организации и
оборудованию рабочего места техника
.6 Статическое электричество и
электромагнитное излучение
.7 Причины возникновения коротких
замыканий, их профилактика
.8 Требования безопасности при пайке
.9 Требования пожарной безопасности.
Причина возникновения пожаров в электронной аппаратуре
Заключение
Список литературы
Введение
Одним из ведущих направлений развития
современной микроэлектроники элементной базы являются большие интегральные
микросхемы памяти, которые служат основой для построения запоминающих устройств
в аппаратуре различного назначения. Наиболее широкое применение эти микросхемы
нашли в ЭВМ, в которых память представляет
собой функциональную часть, предназначенную для
записи, хранения, выдачи команд и обрабатываемых данных.
Данная работа является актуальной, так как
оперативная память используется под нужды различных графических приложений и
игр. Технологии производства ОЗУ видеокарт развиваются более стремительно, чем
ОЗУ для персональных компьютеров, в связи с тем, что игровая индустрия никогда
не стоит на месте.
Целью данной дипломной работы является
исследование схемотехнических решений устройств для исследований работы
видеопамяти, разработка структурной и принципиальной схемы, изготовление
макета.
Для реализации поставленных целей нужно решить
следующие задачи:
рассмотреть литературных данных по теме диплома,
провести исследования по данной тематике (разработать схемы, спроектировать
устройство, проанализировать рабочие характеристики устройства), привести
инженерные расчеты данного разрабатываемого устройства.
1. Теоретическая часть. Разработка
электрической схемы макета для исследований работы видеопамяти
1.1 Аналитический обзор по теме
Электронный усилитель - усилитель электрических
сигналов, в усилительных элементах которого используется явление электрической
проводимости в газах, вакууме и полупроводниках. Электронный усилитель может
представлять собой как самостоятельное устройство, так и блок (функциональный
узел) в составе какой-либо аппаратуры - радиоприёмника, магнитофона,
измерительного прибора и т.д.
Электронные усилители являются одними из
наиболее важных и широко используемых устройств в системах передачи и обработки
различной информации, представленной с помощью электрических сигналов! Высокая
чувствительность, быстродействие, компактность, экономичность электронных
усилителей обусловили их широкое применение в измерительной технике, электро- и
радиосвязи, автоматике, вычислительной технике и т.п.
г. Ли де Форест на основе созданной им
электронной лампы - триода разработал устройство усиления электрических
сигналов (усилитель), состоящий из нелинейного элемента (лампы) и статического
сопротивления Ra, включенного в анодную цепь.
г. Гарри Найквист определил условия устойчивости
(способности работать без самовозбуждения) усилителей, охваченных отрицательной
обратной связью.
г. В США построен первый операционный усилитель
- усилитель постоянного тока с симметричным (дифференциальным) входом и значительным
собственным коэффициентом усиления (более 1000) как самостоятельное изделие.
Основным назначением данного класса усилителей стало его использование в
аналоговых вычислительных устройствах для выполнения математических операций
над электрическими сигналами. Отсюда его первоначальное название - решающий.
1.1.1 Виды усилителей
Аналоговые усилители и цифровые усилители
В аналоговых усилителях аналоговый входной
сигнал без цифрового преобразования усиливается аналоговыми усилительными
каскадами. Выходной аналоговый сигнал без цифрового преобразования подаётся на
аналоговую нагрузку.
В цифровых усилителях, после аналогового
усиления входного аналогового сигнала аналоговыми усилительными каскадами до
величины достаточной для аналого-цифрового преобразования аналого-цифровым
преобразователем (АЦП, ADC) происходит аналого-цифровое преобразование
аналоговой величины (напряжения) в цифровую величину - число (код),
соответствующий величине напряжения входного аналогового сигнала. Цифровая
величина (число, код) либо непосредственно подаётся через буферные управляющие
усилительные каскады на цифровое выходное исполнительное устройство, либо
подаётся на мощный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, DAC) мощный
аналоговый выходной сигнал которого подаётся на аналоговое выходное
исполнительное устройство.
Виды усилителей по элементной базе:
Ламповый усилитель - усилитель, усилительными
элементами которого служат электронные лампы.
Полупроводниковый усилитель - усилитель,
усилительными элементами которого служат полупроводниковые приборы
(транзисторы, микросхемы и др.).
Гибридный усилитель - усилитель, часть каскадов
которого собрана на лампах, часть - на полупроводниках.
Квантовый усилитель - устройство для усиления
электромагнитных волн за счёт вынужденного излучения возбуждённых атомов,
молекул или ионов.
Виды усилителей по диапазону частот:
Усилитель постоянного тока (УПТ) - усилитель
медленно меняющихся входных напряжений или токов, нижняя граничная частота
которых равна нулю. Применяется в автоматике, измерительной и аналоговой
вычислительной технике. Основная статья - Усилитель постоянного тока.
Усилитель низкой частоты (УНЧ, усилитель
звуковой частоты, УЗЧ) - усилитель, предназначенный для работы в области
звукового диапазона частот (иногда также и нижней части ультразвукового, до 200
кГц). Используется преимущественно в технике звукозаписи, звуковоспроизведения,
а также в автоматике, измерительной и аналоговой вычислительной технике.
Основная статья - Усилитель звуковых частот.
Усилитель высокой частоты (УВЧ, усилитель
радиочастоты, УРЧ) - усилитель сигналов на частотах радиодиапазона. Применяется
преимущественно в радиоприёмных и радиопередающих устройствах в радиосвязи,
радио- и телевизионного вещания, радиолокации, радионавигации и
радиоастрономии, а также в измерительной технике и автоматике.
Импульсный усилитель - усилитель,
предназначенный для усиления импульсов тока или напряжения с минимальными
искажениями их формы. Входной сигнал изменяется настолько быстро, что
переходные процессы в усилителе являются определяющими при нахождении формы
сигнала на выходе. Основной характеристикой является импульсная передаточная
характеристика усилителя. Импульсные усилители имеют очень большую полосу
пропускания: верхняя граничная частота нескольких сотен килогерц - нескольких
мегагерц, нижняя граничная частота обычно от нуля герц, но иногда от нескольких
десятков герц, в этом случае постоянная составляющая на выходе усилителя
восстанавливается искусственно. Для точной передачи формы импульсов усилители
должны иметь очень малые фазовые и динамические искажения. Поскольку, как
правило, входное напряжение в таких усилителях снимается с широтно-импульсных
модуляторов (ШИМ), выходная мощность которых составляет десятки милливатт, то
они должны иметь очень большой коэффициент усиления по мощности. Применяются в
импульсных устройствах радиолокации, радионавигации, автоматики и измерительной
техники.
Виды усилителей по полосе частот:
Широкополосный (апериодический) усилитель -
усилитель, дающий одинаковое усиление в широком диапазоне частот.
Полосовой усилитель - усилитель, работающий при
фиксированной средней частоте спектра сигнала и приблизительно одинаково
усиливающий сигнал в заданной полосе частот.
Селективный усилитель - усилитель, у которого
коэффициент усиления максимален в узком диапазоне частот и минимален за его
пределами.
Виды усилителей по типу нагрузки:
с резистивной;
с индуктивной;
с резонансной.
Усилители в качестве самостоятельных устройств:
Усилители звуковой частоты
Усилители звуковой частоты для систем проводного
вещания.
Усилители звуковой частоты для озвучивания
открытых и закрытых пространств.
Бытовые усилители звуковой частоты. В этой
группе устройств наибольший интерес представляют усилители высокой верности
воспроизведения Ні-Fi и наивысшей верности high end. Различаются усилители
предварительные, оконечные (усилители мощности) и полные, сочетающие в себе
свойства предварительных и оконечных.
Измерительные усилители - предназначены для
усиления сигналов в измерительных целях. Основная статья - Измерительный
усилитель (средство измерений).
Усилители биопотенциалов - разновидность
измерительных усилителей, используются в электрофизиологии.
Антенные усилители - предназначены для измерений
слабых сигналов с антенны перед подачей их на вход радиоприёмника, бывают
двунаправленные усилители (для приёмопередающих устройств), они усиливают также
сигнал, поступающий с оконечного каскада передатчика на антенну. Антенный
усилитель устанавливается обычно непосредственно на антенне или поблизости от
неё.
1.1.2 Структура усилителя
Усилитель представляет собой в общем
случае последовательность каскадов усиления (бывают и однокаскадные усилители),
соединённых между собой прямыми связями
В большинстве усилителей кроме
прямых присутствуют и обратные связи (межкаскадные и внутрикаскадные).
Отрицательные обратные связи позволяют улучшить стабильность работы усилителя и
уменьшить частотные и нелинейные искажения сигнала. В некоторых случаях
обратные связи включают термозависимые элементы (термисторы, позисторы) - для
температурной стабилизации усилителя или частотнозависимые элементы - для
выравнивания частотной характеристики
Некоторые усилители (обычно УВЧ
радиоприёмных и радиопередающих устройств) оснащены системами автоматической
регулировки усиления (АРУ) или автоматической регулировки мощности (АРМ). Эти
системы позволяют поддерживать приблизительно постоянный средний уровень
выходного сигнала при изменениях уровня входного сигнала.
Между каскадами усилителя, а также в его входных
и выходных цепях, могут включаться аттенюаторы или потенциометры - для
регулировки усиления, фильтры - для формирования заданной частотной
характеристики и различные функциональные устройства - нелинейные и др. Как и в
любом активном устройстве в усилителе также присутствует источник первичного
или вторичного электропитания (если усилитель представляет собой
самостоятельное устройство) или цепи, через которые питающие напряжения
подаются с отдельного блока питания.
1.1.3 Каскады усиления
Каскад усиления - ступень усилителя, содержащая
один или несколько усилительных элементов, цепи нагрузки и связи с предыдущими
или последующими ступенями.
В качестве
усилительных элементов обычно используются электронные лампы или транзисторы
(биполярные, полевые), иногда, в некоторых особых случаях, могут применяться и
двухполюсники, например, туннельные диоды (используется свойство отрицательного
сопротивления) и др. Полупроводниковые усилительные элементы (а иногда и
вакуумные) могут быть не только дискретными (отдельными) но и интегральными (в
составе микросхем), часто в одной микросхеме реализуется полностью законченный
усилитель.
В зависимости от способа включения усилительного
элемента различаются каскады с общей базой, общим эмиттером, общим коллектором
(эмиттерный повторитель) (у биполярного транзистора), с общим затвором, общим
истоком, общим стоком (истоковый повторитель) (у полевого транзистора) и с
общей сеткой, общим катодом, общим анодом (у ламп)
Каскад с общим эмиттером (истоком, катодом) -
наиболее распространённый способ включения, позволяет усиливать сигнал по току
и напряжению одновременно, сдвигает фазу на 180°, то есть является
инвертирующим.
Каскад с общей базой (затвором, сеткой) -
усиливает только по напряжению, применяется редко, является наиболее высокочастотным,
фазу не сдвигает.
Каскад с общим коллектором (стоком, анодом) -
называется также повторителем (эмиттерным, истоковым, катодным), усиливает ток,
оставляя напряжение сигнала равным исходному. Применяется в качестве буферного
усилителя. Важными свойствами повторителя являются его высокое входное и низкое
выходное сопротивления, фазу не сдвигает.
Каскад с распределенной нагрузкой - каскад,
занимающий промежуточное положение между схемой включения с общим эмиттером и
общим коллектором. Как вариант каскада с распределенной нагрузкой, выходной
каскад усилителя мощности "двухподвес". Важными свойствами являются
задаваемый элементами схемы фиксированный коэффициент усиления по напряжению и
низкие нелинейные искажения. Выходной сигнал дифференциальный.
Каскодный усилитель - усилитель, содержащий два
активных элемента, первый из которых включен по схеме с общим эмиттером
(истоком, катодом), а второй - по схеме с общей базой (затвором, сеткой).
Каскодный усилитель обладает повышенной стабильностью работы и малой входной
ёмкостью. Название усилителя произошло от словосочетания "КАСКад через
катОД" (англ. CASCade to cathODE)[1]
Каскады усиления могут быть однотактными и
двухтактными.
Однотактный усилитель - усилитель, в котором
входной сигнал поступает во входную цепь одного усилительного элемента или
одной группы элементов, соединённых параллельно.
Двухтактный усилитель - усилитель, в котором
входной сигнал поступает одновременно во входные цепи двух усилительных
элементов или двух групп усилительных элементов, соединённых параллельно, со
сдвигом по фазе на 180°.
.1.4 Усилитель с общим эмиттером
Рассмотрим источник тока, нагрузкой для которого
служит резистор (рис. 1). Напряжение на коллекторе равно
Uк=Uкк - IкRк. (1)
Рис 1. Схема усилителя с общим эмиттером
Можно через емкость задать сигнал в цепь базы,
тогда напряжение на коллекторе будет изменяться. Рассмотрим пример,
представленный на рис. 1. Конденсатор С выбран так, что фильтр высоких частот,
образованный этим конденсатором и последовательно соединенными с ним
резисторами смещения базы, пропускает все нужные частоты (резисторы в цепи базы
обычно выбирают так, чтобы импеданс со стороны базы, т.е. входное сопротивление
транзистора, был гораздо больше и им можно было пренебречь).
Рис. 3.14 Принципиальная схема
усилителя на биполярном транзисторе, включенного по схеме с общим коллектором.
C ≥ l/2πƒ(R1 || R2). Uк=Uкк
- IкRк. (2)
Благодаря напряжению смещения, приложенному к
базе, и наличию эмиттерного резистора сопротивлением 1,0 кОм ток покоя
коллектора составляет 1,0 мА. Этот ток создает на коллекторе напряжение +10 В (
+ 20 В минус падение напряжения на сопротивлении 10 кОм при протекании тока 1,0
мА). Допустим теперь, что на базу подан сигнал uб. Напряжение на эмиттере
повторяет изменение напряжения на базе uэ - uб и вызывает изменение эмиттерного
тока:
iэ = uэ/Rэ
= uб/Rэ(3)
и приблизительно такое же изменение
коллекторного тока (транзистор имеет большой коэффициент h21э). Итак,
первоначальное изменение напряжения на базе вызывает изменение коллекторного
напряжения:
uк = - iкRк = - uб(Rк/Rэ)(4)
Получается, что схема представляет собой
усилитель напряжения, коэффициент усиления которого определяется следующим
образом:
Коэффициент усиления = uвых/uвх = - Rк/Rэ. В
нашем примере коэффициент усиления равен -10000/1000, или -10. Знак минус
говорит о том, что положительный сигнал на входе дает на выходе отрицательный
сигнал (амплитуда которого в 10 раз больше, чем на входе). Такая схема
называется усилителем с общим эмиттером с отрицательной обратной связью в цепи
эмиттера.
1.1.5 Усилитель с общим
коллектором
Усилитель с общим коллектором обладает большим
значением Rвх и малым Rвых. Этим он выгодно отличается от каскада с общим
эмиттером. Однако коэффициент усиления по напряжению Кб<1. Поэтому каскад с
ОК нашел применение как буферный. Он включается между маломощным источником
сигнала и каскадом с ОЭ либо между каскадом с ОЭ и низкоомной нагрузкой.
В схеме каскада с ОК резистор Rб образует цепь
смещения с фиксацией тока покоя базы. Коллектор транзистора подключен к
источнику питания Ек. В эмиттерную цепь введен резистор Rэ. Он обеспечивает
стабилизацию режима работы транзистора за счет ООС по току. Нагрузка RH
подключается к эмиттерной цепи через разделительный конденсатор СР. Последний
исключает попадание постоянной составляющей тока эмиттера в нагрузку. При таком
включении приращение входного и выходного сигналов совпадают по знаку, каскад
неинвертирующий.
При включении в цепь транзистора с общим коллектором
возникает наибольшее входное сопротивление, до сотен килоом, которое
увеличивается при возрастании сопротивления нагрузки.
Выходное сопротивление такого вида включения
меньше, чем при других, принимает значение в пределах от десятых долей ома до тысячи
и резко увеличивается при возрастании внутреннего сопротивления источника
сигнала.
Коэффициент усиления напряжения в случае
включения транзистора с общим коллектором меньше единицы,
коэффициент
усиления тока немного больше, чем при включении с общим эмиттером, и сильно
меняется при изменении режима работы, температуры и замене транзисторов.
Выходной сигнал этой схемы совпадает по фазе с
входным сигналом.
Включение с общим коллектором применяется в
каскадах предварительного усиления при условии необходимости большого входного
сопротивления и малой входной емкости, а также в каскадах с большой выходной
мощностью, с малым входным сопротивлением или малыми нелинейными искажениями.
В силу того, что выход сопутствует току
эмиттера, эту схему иногда называют эмиттерным повторителем.
.1.6 Дифференциальный усилитель
Рассмотренный усилитель по схеме с
общим эмиттером применяется достаточно широко, но имеет ряд недостатков - малое
входное и большое выходное сопротивления, зависимость коэффициента усиления от
параметров нагрузки. Эти недостатки частично или полностью исключены в
дифференциальном усилителе.
Простейшая схема дифференциального
каскада приведена на рис.14.3. Транзисторы Т1 и Т2, а
также резисторы Rк1
и Rк2
образуют мост. В диагональ 1 - 1' моста включены источники питания +
Ек и -Ек, а также Rэ.
В диагональ 2 - 2' включена нагрузка - RH.
Для нормальной работы каскада мост должен быть строго сбалансирован, т.е. Rк1
= Rк2,
а транзисторы должны иметь одинаковые параметры, т.е. должны быть изготовлены
по одной технологии, на одном кристалле. Поэтому дифференциальные каскады
изготовляют в заводских условиях в виде микросхем.
Пусть 
.
Токи транзисторов Т1 и Т2 создают на сопротивлении Rэ
падение напряжения URэ,
причем
.
Это напряжение является напряжением
смещения для обоих транзисторов. Так как параметры транзисторов одинаковы, то и
токи транзисторов одинаковы т.е. 
;
;
.Равные
коллекторные токи создают на равных сопротивлениях Rк1
и Rк2
равные падения напряжений Uк1=Uк2.
Поэтому
.
Резистор Rэ
образует цепь ООС по току, обеспечивает температурную стабилизацию и устраняет
дрейф нуля ( отклонение Uвых
от нуля за счет нестабильности Ек).
Источник сигнала может подключаться
ко входу одного из транзисторов (при этом вход другого транзистора
заземляется), либо между базами двух транзисторов. Рассмотрим первый вариант
включения. Пусть источник сигнала е(t)
включен ко входу транзистора Т1, т.е. Uвх1
= е. Вход транзистора Т2 заземлен. Пусть также е >
0. Под воздействием входного сигнала увеличиваются: ток базы 
;
ток коллектора 
и ток эмиттера 
первого
транзистора. Приращение тока эмиттера DIэ1
вызывает приращение падения напряжения URэ
(см.14.9), т.е. напряжение ООС на участке база-эмиттер транзистора Т2
и уменьшит ток Iэ2
так, что
.
Следовательно
;
;
.
Таким образом, благодаря ООС по
току, воздействие сигнала на вход одного из транзисторов вызывает равные по
величине и противоположные по знаку изменения токов и напряжений в обоих
транзисторах.
При подаче сигнала на вход
транзистора Т2 физические процессы каскада не изменятся. Однако
полярность выходного сигнала будет противоположной входному.В связи с этим вход
транзистора Т1 называют прямым, а вход транзистора Т2 -
инверсным. Кроме того, ко входам транзисторов можно подключать независимые
источники сигналов Uвх1
и Uвх2.
В этом случае выходной сигнал (в классе А) может быть найден методом
суперпозиции от воздействия каждого из сигналов.
1.2
Практическая часть
.2.1 Обзор программ для исследования
и проектирования элементов электроники
Профессиональная версия Multisim предназначена
улучшить процесс схемопроектирования, благодаря моделированию мирового
стандарта SPICE и интуитивно понятному анализу. Multisim позволяет
минимизировать ошибки, сохранять итерации в процессе проектирования и
способствует эффективной разработке печатных плат (PCB).
Среда Multisim помогает быстро развить
практические навыки по проектированию и тестированию электрических цепей.
Профессиональная версия Multisim 11 Professional
- позволяет специалистам оптимизировать свои проекты, минимизировать ошибки и
снизить число итераций при разработке. В сочетании с новым NI Ultiboard 11 -
программным обеспечением для проектирования топологии печатных плат, Multisim -
представляет собой недорогую платформу сквозного проектирования. Тесная
интеграция со средой графической разработки NI LabVIEW позволяет специалистам
различного уровня внедрять собственные алгоритмы анализа и улучшать верификацию
своих проектов.
Основные преимущества Multisim 1111 Academic
Удобство изучения цифровых схем за счет экспорта
VHDL - описания программируемого логического устройства
Наглядные, прикладные лабораторные работы за
счет использования одночастотного анализа по переменному току
Сравнительный анализ моделированных данных и данных,
полученных в результате реального эксперимента за счет использования
образовательной платформы NI ELVIS.11 Professional
Новый улучшенный синтаксический
SPICE-анализатор, обновленные модели полевых транзисторов BSIM, поддержка
дополнительных параметров, а также улучшенные возможности для моделирования
цифровых устройств
Прямое и обратное взаимодействие между
схемотехническим проектом в Multisim и топологией печатной платы в Ultiboard
Улучшенная система связей на схемотехническом
листе за счет использования специальных графических коннекторов и нового
алгоритма назначения имен WYSIWYG.
1.2.2 Исследование усилителя с
общим эмиттером с помощью программы Multisim
Схема усилителя с общим эмиттером представлена
на рис.1. Цепочка резисторов R1, R2 и Rэ
задают режим работы транзистора по постоянному току (ток коллектора
транзистора). Кроме того, резистор Rэ создает отрицательную обратную
связь (ООС).
Рис. Схема усилителя с общим эмиттером,
собранная в программе Multisim
Каскад усилителя, собранный по схеме с общим
эмиттером (ОЭ), дает усиление по мощности, напряжению и току. Это одна из самых
часто применяемых схем во многих базовых элементах электроники. Усилитель
собран на биполярном транзисторе обратной проводимости.
Для получения параметров схемы, близких к
оптимальным, необходимо задать транзистору режим работы по постоянному току,
выбрать рабочую точку.
Рабочей точкой транзистора называют точку
пересечения динамической характеристики (нагрузочной прямой) с одной из статических
вольт-амперных характеристик. Режим работы транзистора определяется начальным
положением рабочей точки (при отсутствии входного переменного сигнала). Это
положение определяется на характеристиках совокупностью постоянных составляющих
токов и напряжений в выходной IКр, UКЭр и входной IБр, UБЭрцепях.
При работе транзистора в активном (усилительном)
режиме (класса А) рабочая точка должна находиться примерно посередине отрезка
АВ нагрузочной прямой. Предельные изменения входного тока базы должны быть такими,
чтобы рабочая точка не выходила за пределы отрезка АВ.
При обеспечении режима работы транзистора
необходимо осуществить температурную стабилизацию положения рабочей точки
(уменьшить влияние температуры на начальное положение рабочей точки). C этой целью
в эмиттерную цепь введен резистор Rэ, на котором создается напряжение ООС по
постоянному току URЭ.
Нормальный активный режим может быть задан
выбором рабочей точки на середине линейного участка ВАХ. Этот режим также
называется усилительным.
В нашем случае это реализуется подачей
напряжения смещения на транзистор (задается режим работы по постоянному току) с
делителя напряжения R2-R3 и источника питания постоянного тока V1
Снимается выходное напряжение с нагрузки,
которой в данном случае является резистор R4 , включенный в цепь коллектора.
Для стабилизации режима работы транзистора к
эмиттеру подключена цепочка отрицательной обратной связи (резистор R1 и
конденсатор C2), её ещё часто называют цепью эмиттерной термостабилизации.
Конденсатор C2 включен для устранения
отрицательной обратной связи по переменному току (препятствует снижению
коэффициента усиления).
Особенностью работы каскада является то, что
переменные входной и выходной импульсы напряжения сдвинуты по фазе на 180
градусов, находятся в противофазе.
Эту картину можно наблюдать на осциллограмме,
снятой при работе усилителя в электронной лаборатории на IBM PC в
автоматизированной среде N1.Multisim 10.1.1.
Осциллограмма напряжений представлена на рис. 6.
Рис. 6. Осциллограмма напряжений
Для устранения отрицательной обратной связи по
переменному току (при наличии входного переменного сигнала) резистор Rэ
шунтируют конденсатором Сэ, сопротивление которого на частоте усиливаемого
сигнала должно быть незначительным.
1.2.2 Исследование усилителя с
общим коллектором
с
помощью программы Multisim
Рис. 7. Усилитель с общим
коллектором, собранный в программе Multisim
Схема с общим коллектором (ОК)
или, как ее еще называют, эмиттерный повторитель имеет высокий коэффициент
усиления по току и не дает усиления по напряжению. Это связано с действием
100%-й отрицательной обратной связи через резистор R3. В усилителе с ОК фазы
входного и выходного сигналов совпадают. Здесь C1 и C2 - входной и выходной
разделительные конденсаторы, резисторы R1 и R2 образуют цепь смещения по
постоянному току. Коллекторный резистор отсутствует, так как выходной сигнал
снимается с резистора R3.
Таким образом, при включении
транзистора по схеме с ОК усиления входного сигнала по напряжению не
происходит. Наоборот, амплитуда выходного напряжения оказывается даже несколько
меньше амплитуды входного напряжения. Но зато в этой схеме усиливается входной
сигнал по току, чего нет в схеме с ОБ. Поэтому в схеме с ОК происходит усиление
по мощности. Достоинством схемы с ОК является также ее большое входное и малое
выходное сопротивления. Большое входное сопротивление позволяет подключать
такой каскад к маломощным источникам сигналов и другим усилительным каскадам,
имеющим большое выходное сопротивление, не снижая их качественных показателей.
В то же время благодаря малому
выходному сопротивлению усилителя с ОК к нему можно подключать другие
устройства с малым входным сопротивлением. Благодаря этим особенностям
усилитель с ОК широко применяется в качестве согласующего каскада. Он
включается между каскадом с большим выходным сопротивлением и каскадом с малым
входным сопротивлением.
Амплитуда выходного напряжения
в схеме с ОК мало отличается от амплитуды входного напряжения, т. е. как бы
повторяет его. Так как выходное напряжение снимается с эмиттера, усилитель с ОК
получил название эмиттерного повторителя.
Усилитель по схеме с общим коллектором (ОК) (см.
рис.14.4) обладает большим значением Rвх и малым Rвых. Этим он выгодно отличается
от каскада с общим эмиттером. Однако коэффициент усиления по напряжению
Кб<1. Поэтому каскад с ОК нашел применение как буферный. Он включается между
маломощным источником сигнала и каскадом с ОЭ либо между каскадом с ОЭ и
низкоомной нагрузкой.
Рис. 8. Осциллограмма
напряжений
Достоинством схемы является
высокое входное сопротивление (десятки кОм) и низкое выходное сопротивление
(единицы кОм - сотни Ом), поэтому эту схему используют для согласования
различных устройств по входному сопротивлению, а недостатком - схема не
усиливает напряжение.
.2.3 Выбор элементной базы для
построения
Для исследования усилителя с общим эмиттером
применялось следующее оборудование: транзистор типа КТ315, резисторы 1кОм,
9.1кОм, 10кОм, 82кОм, 22кОм; конденсаторы 1 мкФ, 15 мкФ, цепочка из
последовательно соединенных сопротивления 1кОм и конденсатора100 мкФ.
2.
Охрана труда. Меры безопасности при техническом обслуживание электронной
техники
.1 Анализ условий труда
В цивилизованном обществе большое значение
придается условиям труда и их улучшению. Условия труда определяются состоянием
производственной обстановки (среды), которая включает в себя
социально-экономические, материально-вещественные, производственные и природные
элементы.
Условия труда представляют собой совокупность
элементов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и
работоспособность человека в процессе труда.
При рассмотрении элементов, составляющих условия
труда, необходимо исходить прежде всего из принципа единства организма и
окружающей его среды, провозглашенного великим русским ученым И.М. Сеченовым.
Это единство может быть уравновешенным, и тогда условия труда оцениваются как
благоприятные; оно может быть неуравновешенным из-за отрицательного влияния
каких-либо элементов, в связи с чем условия труда оцениваются как
неблагоприятные.
Благоприятными следует считать такие условия
труда, когда количественная и качественная совокупность образующих их элементов
оказывает на человека воздействие, способствующее духовному и физическому
развитию личности, формированию у работников творческого отношения к труду,
чувства удовлетворения им.
К неблагоприятным относятся такие условия труда,
когда их воздействие способно вызвать у человека глубокое утомление, которое,
накапливаясь, может привести к болезненному состоянию или вызвать
профессиональную патологию; вследствие отрицательного влияния условий труда у
работников может сформироваться отрицательное мнение о работе.
Требования, предъявляемые к условиям труда на производстве,
определяются необходимостью обеспечения таких условий труда на рабочем месте,
при которых исключено неблагоприятное влияние на работоспособность и здоровье
работающих и могут быть обеспечены оптимальные границы разделения и кооперации
труда, а в конечном итоге повышение эффективности и качества труда.
На предприятиях, в организациях должны строго
соблюдаться санитарные нормы и правила, предельно допустимые концентрации (ПДК)
вредных веществ и предельно допустимые уровни (ПДУ). Разработка санитарных норм
и требований особенно важна при проектировании новой техники, технологии и
производственных объектов.
2.2 Характеристика
санитарно- гигиенических условий труда
По определению в ГОСТ 12.1.005-88
"Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений
"- это климат внутренней среды этих помещений, который определяется
действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости
движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей.
Общее состояние и производительность
труда работающих в значительной степени зависит от микроклимата
производственного помещения.
Температура воздуха - одна из
ведущих факторов, определяющих микроклимат производственных помещений.
Влажность воздуха - это содержание в
нём паров воды.
Физиологически оптимальной является
относительная влажность в пределах 40…60%. Повышенная влажность воздуха в
сочетании низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а
в сочетании с высокими способствует перегреванию организма.
Подвижность воздуха. Человек
начинает ощущать движение воздуха при его скорости 0,1 м/с.
Под оптимальными микроклиматическими
условиями понимают такие сочетания параметров микроклимата, которые при
длительном систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение
нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения
механизма терморегуляции.
Допустимыми микроклиматическими
условиями называют такие сочетания параметров микроклимата, которые при
длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать приходящие
быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния
организма и напряжённую работу механизма терморегуляции, не выходящую за
пределы физиологических приспособительных возможностей.
Вентиляция. Под вентиляцией понимают
систему мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения на постоянных
рабочих местах, в рабочей и обслуживаемой зонах помещений метеорологических
условий, соответствующих гигиеническим и техническим требованиям.
В зависимости от способа перемещения
воздуха различают вентиляцию естественную и механическую.
2.3 Защита от шума и
вибрации на рабочих местах
Шумом считается всякий нежелательный для
человека звук. Действие шума на организм человека зависит от уровня звукового
давления, характера шума (стабильный, тональный, импульсный) и индивидуальных
особенностей человека. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но
продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление и может
привести глухоте. Действуя на центральную нервную систему, шум оказывает
влияние на весь организм. От сильного шума притупляется острота зрения,
изменяются ритмы дыхания, сердечной деятельности, повышается кровяное давление,
замедляется процесс пищеварения.
Вибрация неблагоприятно действует на организм
человека. Она также отрицательно влияет на работу машин и механизмов, поэтому
вопросу борьбы с вибрацией придается большое значение. Длительное воздействие
вибрации на человека может привести к вибрационной болезни - стойкому нарушению
физиологических функций организма человека. При виброболезни наблюдается
изменение сердечной деятельности, общее возбуждение, а также изменение общего
состояния. Кроме того, вибрации влияют на костно-суставный аппарат, мышцы,
периферийное кровоснабжение, зрение, слух.
В соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 "Шум.
Общие требования и безопасность" уровни звукового давления для
программистов лежат в пределе 45-65 дБ в зависимости от частоты шума.
Фактически уровень звукового давления не превышает 30дБ, что соответствует
установленным нормам и требованиям.
Профилактические мероприятия по защите от шумов
и вибрации заключаются в уменьшении шума и вибрации в источнике образования и
на пути их распространения, а также индивидуальными средствами защиты,
санитарными и организационными мерами. Применяются средства, снижающие шум
механического, аэродинамического, электромагнитного и гидродинамического
происхождения.
Рационально и эффективно уменьшать шум и
вибрацию в источнике возникновения. Это осуществляется: изменением
технологического процесса с заменой шумною оборудования бесшумным; применением
для деталей капрона, резины, текстолита, пластмассы; своевременным проведением
профилактических мероприятии и смазочных операций; центрированием и
балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях.
Шум и вибрацию можно уменьшать на пути их
распространения посредством звуко- и виброизоляции. Звукоизоляцию осуществляют,
устраивая ограждающие конструкции (кожухи, кабины), применяя звукопоглощающие
материалы и конструкции (перфорированные конструкции с пористым заполнителем,
акустические плиты).
В качестве вибропоглощающих покрытий обычно
используют мастики № 579, 580, типа ВД-17 и простейшие конструкции (слои
рубероида, проклеенные битумом или синтетическим клеем). Аэродинамический шум
гасят глушителями различных конструкции.
В качестве средств защиты от вибрации при работе
с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и
специальную обувь. Антивибрационные полусапоги имеют многослойную резиновую
подошву.
Во время перерывов следует проводить гимнастику
по специальному комплексу и гидропроцедуры - ванночки при температуре воды
38°С, а также самомассаж конечностей.
2.4
Электробезопасность. Требования безопасности при работе с электрооборудованием
Электробезопасность обеспечивается
соответствующей конструкцией электрооборудования, применением технических
способов и средств защиты, организационными и техническими мероприятиями,
согласно ГОСТ 12.1.019-79, изменение 01-86 "Электробезопасность. Общие
требования".
Конструкция электрооборудования должна
соответствовать условиям его эксплуатации, обеспечивать защиту персонала от
соприкосновения с токоведущими частями и оборудования - от попадания внутрь посторонних
предметов и воды.
Наиболее распространёнными техническими
средствами защиты являются защитное заземление и зануление.
При пользовании средствами вычислительной
техники и периферийным оборудованием каждый работник должен внимательно и
осторожно обращаться с электропроводкой, приборами и аппаратами и всегда
помнить, что пренебрежение правилами безопасности угрожает и здоровью, и жизни
человека.
Во избежание поражения электрическим током
необходимо твердо знать и выполнять следующие правила безопасного пользования
электроэнергией:
. Необходимо постоянно следить на своем рабочем
месте за исправным состоянием электропроводки, выключателей, штепсельных
розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, и заземления. При
обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить
администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения
неисправности.
. Во избежание повреждения изоляции проводов и
возникновения коротких замыканий не разрешается:
а) вешать что-либо на провода;
б) закрашивать и белить шнуры и провода;
в) закладывать провода и шнуры за газовые и
водопроводные трубы, за батареи отопительной системы;
г) выдергивать штепсельную вилку из розетки за
шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.
. Для исключения поражения электрическим током
запрещается:
а) часто включать и выключать компьютер без
необходимости;
б) прикасаться к экрану и к тыльной стороне
блоков компьютера;
в) работать на средствах вычислительной техники
и периферийном оборудовании мокрыми руками;
г) работать на средствах вычислительной техники
и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения
изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками
электрического напряжения на корпусе
д) класть на средства вычислительной техники и
периферийное оборудование посторонние предметы.
. Запрещается под напряжением очищать от пыли и
загрязнения электроооборудование.
. Пользоваться неисправным электрическим
инструментом.
. Запрещается проверять работоспособность
электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с
токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические
части.
. Ремонт электроаппаратуры производится только
специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.
. Недопустимо под напряжением проводить ремонт
средств вычислительной техники и периферийного оборудования.
. Во избежание поражения электрическим током,
при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо
трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций, соединенных с
землей.
. При пользовании электроэнергией в сырых
помещениях соблюдать особую осторожность.
. При обнаружении оборвавшегося провода
необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по
исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.
. Спасение пострадавшего при поражении
электрическим током главным образом зависит от быстроты освобождения его от
действия током.
Во всех случаях поражения человека электрическим
током немедленно вызывают врача. До прибытия врача нужно, не теряя времени,
приступить к оказанию первой помощи пострадавшему.
Необходимо немедленно начать производить
искусственное дыхание, наиболее эффективным из которых является метод "рот
в рот" или "рот в нос", а также наружный массаж сердца.
2.5 Требования к
организации и оборудованию рабочего места техника
К работе на персональном компьютере допускаются
лица, прошедшие обучение безопасным методам труда, вводный инструктаж, первичный
инструктаж на рабочем месте.
Работник обязан:
Выполнять только ту работу, которая определена
его должностной инструкцией.
Содержать в чистоте рабочее место.
Соблюдать режим труда и отдыха в зависимости от
продолжительности, вида и категории трудовой деятельности.
Соблюдать меры пожарной безопасности.
Рабочие места с компьютерами должны размещаться
таким образом, чтобы расстояние от экрана одного видеомонитора до тыла другого
было не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов -
не менее 1,2 м.
Рабочие места с персональными компьютерами по
отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет
падал сбоку, преимущественно слева.
Оконные проемы в помещениях, где используются
персональные компьютеры, должны быть оборудованы регулируемыми устройствами
типа: жалюзи, занавесей, внешних козырьков и др.
Рабочее место техника при ремонте и наладке
электронной техники. Конструкция стола может быть самой различной, в
зависимости от конкретных условий. Стол шириной до 100 см наиболее удобен, так
как при большей ширине трудно дотянуться до стены, где могут висеть
инструменты. Рабочее место необходимо оборудовать штепсельной розеткой (лучше
даже несколькими) с предохранителем. Не следует устанавливать розетки непосредственно
на столе - они будут мешать, их лучше поместить на стене перед столом.
Стол, как и рабочий инструмент, требует
соблюдения определенных правил обращения. На рабочем столе, например, никогда
не следует производить тяжелые работы - отесывать доски или рубить металл.
Тесать нужно на массивной колоде, а для .рубки металла следует иметь стальную
болванку или кусок рельса.
Располагая инструменты у стола на щите,
прикрепленном к стене, наиболее часто используемые нужно помещать ближе к
рабочему месту. К щиту инструменты можно прикреплять проволочными крючками,
прижимами и т. д.
Чтобы ясно было видно место каждого инструмента,
рекомендуется нанести краской контур его в том положении, в каком он должен
находиться на щите. Инструменты можно хранить и в ящике стола, и в переносном
ящике. Однако открытый способ хранения удобнее, так как он дает возможность
постоянно иметь все инструменты под рукой, а по пустому месту на щите сразу
видеть, что отсутствует. Нужна такая система размещения, чтобы каждый
инструмент имел свое место, откуда его можно легко взять.
Для хранения мелких радиодеталей (конденсаторов
небольшой емкости, постоянных резисторов, транзисторов, диодов и т. д.) можно
использовать картотечный способ и хранить такие карточки в вертикальном
положении в отдельном ящике. Чтобы сделать карточку для деталей в листе картона
размерами с обычный тетрадный лист нужно проколоть шилом отверстия и вставить в
них выводы деталей, загнув выводы с противоположной стороны. Если на каждом
листе будут закреплены детали только одинакового номинала, то не придется
тратить много времени на поиски нужной детали во время работы. Для удобства
сверху на каждой карточке следует сделать надпись с указанием номинала детали.
Удобно также хранить мелкие детали (резисторы и
конденсаторы) в отдельных коробках, разобранными по номиналам и типам.
Приступая к работе, нужно прежде всего
ознакомиться, как следует пользоваться материалами и инструментами.
Все необходимые инструменты и материалы нужно
приготовить до начала работы, чтобы потом не тратить напрасно время на поиски.
Инструмент и рабочее место всегда нужно
содержать в чистоте. Никогда не работать тупым или неисправным инструментом.
Устранять мелкие неисправности инструмента сразу, как только заметили их.
Окончив работу, класть инструменты на место.
Не нужно спешить в работе: хороший мастер все
делает быстро, но не спеша, его быстрота - результат умения, опыта и знаний.
2.6 Статическое
электричество и электромагнитное излучение
По определению ГОСТ 12.1.006-84
"Статическое электричество. Искробезопастность" термин
"статическое электричество" означает совокупность явлений, связанных
с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на
поверхности и в объеме диэлектриков и полупроводников, изделий на изолированных
проводниках.
Электризация материалов часто препятствует
нормальному ходу технологических процессов производства, а также создает
дополнительную пожарную опасность вследствие искрообразования при разрядах при
наличии в помещениях, резервуарах и ангарах горючих паро- и газо-воздушных
смесей.
Устранение образования значительных статического
электричества достигается при помощи следующих мер:
Заземление металлических частей
производственного оборудования;
Увеличение поверхностной и объемной проводимости
диэлектриков;
Предотвращение накопления значительных
статических зарядов путем установки в зоне электрозащиты специальных
неитрализаторов.
Неметаллическое оборудование считается
заземленным, если сопротивление стекания тока на землю с любых точек его
внешней и внутренней поверхностей не превышает 10 Ом при относительной
влажности воздуха 60%. Такое сопротивление обеспечивает достаточно малое
значение постоянной времени релаксации зарядов.
Нейтрализация электрических зарядов может
осуществляться путем ионизации воздуха, разделяющего заряженные тела.
Для защиты обслуживающего персонала от
случайного прикосновения к электродам их снабжают кожухами.
Отвод статического электричества с тела человека
осуществляется путем устройства электропроводящих полов в производственных
помещениях, рабочих площадок и других приспособлений, а также обеспечение
токопроводящей обувью и антистатическими халатами.
Использование в промышленности систем, связанных
с генерированием, передачей и потреблением энергии электромагнитных колебаний,
сопровождается возникновением в окружающей среде электромагнитных полей. При
превышении допустимых уровней воздействия электромагнитного поля на человека
может возникнуть профессиональное заболевание.
Степень воздействия электромагнитных излучений
на организм человека зависит от диапазона частот, интенсивности воздействия
соответствующего фактора, продолжительности облучения, характера излучения,
режима облучения, размеров облучаемой поверхности тела и индивидуальных
особенностей организма.
При систематическом воздействии электромагнитных
излучений, превышающих допустимые значения, происходят функциональные нарушения
нервной, эндокринной и сердечно- сосудистой систем человека, а также некоторые
изменения состава крови, особенно выраженные при высокой напряженности
электрического поля.
При превышении допустимой напряженности и
плотности потока энергии электромагнитного поля необходимо применять основные
средства и способы защиты:
· экранирование рабочего места;
· удаление рабочего места от источника электромагнитного
поля;
· рациональное размещение в рабочем помещении
оборудования, излучающего электромагнитную энергию;
· установление рациональных режимов работы
оборудования и обслуживающего персонала;
· применение предупреждающей сигнализации
(световой, звуковой);
Эффективным и часто применяемым методом защиты
от низкочастотных и радиоизлучений является экранирование. Для экранов
используют главным образом материалы с большой электрической проводимостью
(медь, латунь, алюминий и его сплавы, сталь). Экраны должны быть заземлены.
В качестве средств индивидуальной защиты
применяется спецодежда, изготовленная из металлизированной ткани в виде
комбинезонов, халатов.
Используя спецодежду из металлизированной ткани
необходимо особо строго соблюдать требования электробезопасности.
2.7 Причины
возникновения коротких замыканий, их профилактика
Короткое замыкание возникает при соединении двух
проводов цепи, присоединенных к разным зажимах источника через очень малое
сопротивление, которое сравнимо с сопротивлением самих проводов.
Ток при коротком замыкании может превысить
номинальный ток в цепи во много раз. В таких случаях цепь должна быть разорвана
раньше, чем температура проводов достигнет опасных значений.
Для защиты проводов от перегрева и
предупреждения воспламенения окружающих предметов в цепь включаются аппараты
защиты, например, плавкие предохранители).
Основной причиной возникновения коротких
замыканий является нарушения изоляции электрооборудования.
Нарушения изоляции вызываются:
.Перенапряжениями,
. Прямыми ударами молнии,
. Старением изоляции,
. Механическими повреждениями изоляции, проездом
под линиями негабаритных механизмов,
. Неудовлетворительным уходом за оборудованием.
Часто причиной повреждений в электрической части
электроустановок являются неквалифицированные действия обслуживающего
персонала.
Для защиты от короткого замыкания принимают
специальные меры:
1. Ограничивающие ток короткого замыкания:
o устанавливают токоограничивающие
электрические реакторы
o применяют распараллеливание
электрических цепей, то есть отключение секционных и шиносоединительных
выключателей
o используют понижающие трансформаторы
с расщепленной обмоткой низкого напряжения
o используют отключающее оборудование
- быстродействующие коммутационные аппараты с функцией ограничения тока
короткого замыкания то есть плавкие предохранители, автоматические выключатели
2. Применяют устройства релейной защиты для
отключения поврежденных участков цепи
2.8
Требования безопасности при пайке
При выплавке припоев и пайке выделяются вредные
для здоровья людей газы, пары, пыль, особенно лития, натрия, калия, кадмия,
цинка, бериллия, которые могут вызвать отравление организма, поражение кожи,
раздражение сетчатки глаз и т. д. Неосторожное обращение с водородом и
водородосодержащими газами может привести к взрыву и несчастным случаям. В
связи с этим, перед изготовлением припоев и пайкой необходимо хорошо знать и
точно соблюдать основные правила техники безопасности. Помещение, в котором
производится выплавка припоев, пайка изделий, должно удовлетворять требованиям
"Санитарных норм проектирования промышленных предприятий" и
"Противопожарных норм строительного проектирования промышленных
предприятий и населенных мест". Воздух в рабочем помещении должен быть чист
от вредных газов, паров и пыли. Стены и полы должны быть гладкими, стены должны
быть покрашены масляной краской, полы облицованы плиткой; необходимо постоянно
поддерживать их чистоту. Рабочее помещение должно быть оборудовано
приточно-вытяжной вентиляцией, при неисправности которой работы прекращаются. К
умывальникам помещения должна быть подведена холодная и горячая вода.
При пaйке детaлей испoльзуют рaзличные припoи и
флюсы, кoтoрые сoдержaт вредные для здoрoвья рaбoтaющих элементы - этo свинец,
цинк, литий, кaлий, нaтрий, кaдмий и др. Эти элементы и их oкислы в виде пыли,
пaрoв и aэрoзoлей зaгрязняют вoздух в пoмещении. Пoэтoму, крoме oбщей
вентиляции, рaбoчие пoсты пaяльщикoв дoлжны быть oбoрудoвaны местными oтсoсaми.
Для зaщиты рук oт пoпaдaния нa них кислoтных
флюсoв и oт oжoгoв рaсплaвленным припoем следует применять рукaвицы из
aсбестoвoй ткaни. Прoмывку детaлей oт oстaткoв кислoтных флюсoв следует
прoизвoдить в специaльных вaннaх. Слив вoды из вaнны в кaнaлизaцию дoпускaется
тoлькo пoсле сooтветствующей oчистки вoды.
При рaбoте пaяльникoм oбязaтельнo сoблюдaют
следующие прaвилa: ручкa электрическoгo пaяльникa дoлжнa быть сухoй, не
прoвoдящей тoкa; гoрячий пaяльник уклaдывaют нa специaльную метaллическую
пoдстaвку; перегретый пaяльник не oхлaждaют в жидкoсти; зaпрещенo выпoлнять
пaйку детaлей, в кoтoрых нaхoдились легкoвoсплaменяющиеся мaтериaлы без
предвaрительнoй oчистки и прoмывки детaлей, a тaкже вблизи
легкoвoсплaменяющихся мaтериaлoв, при отсутствии местной вентиляции; тщaтельнo
моют руки после рaбoты.
2.9 Требования
пожарной безопасности. Причина возникновения пожаров в электронной аппаратуре
Пожарная безопасность - это состояние объекта,
при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения
используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных
факторов пожара на людей, сооружения и материальных ценностей
Пожарная безопасность может быть обеспечена
мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика
включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или
уменьшение его последствий. Активная пожарная защита - меры, обеспечивающие
успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.
Пожар - это горение вне специального очага,
которое не контролируется и
может привести к массовому поражению и гибели
людей, а также к нанесению экологического, материального и другого вреда.
Горение - это химическая реакция окисления,
сопровождающаяся выделением теплоты и света. Для возникновения горения
требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника
загорания.
Наибольшая скорость горения наблюдается в чистом
кислороде. При уменьшении содержания кислорода в воздухе горение прекращается.
Горючими называются вещества, способные
самостоятельно гореть после изъятия источника загорания.
По степени горючести вещества делятся на:
горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые).
В производственных условиях может иметь место
образование смесей горючих газов или паров в любых количественных соотношениях.
Однако взрывоопасными эти смеси могут быть только тогда, когда концентрация
горючего газа или пара находится между границами воспламеняемых концентраций.
Наибольшую опасность по взрыву представляет
взвешенная в воздухе пыль. Однако и осевшая на конструкциях пыль представляет
опасность не только с точки зрения возникновения пожара, но и вторичного
взрыва, вызываемого в результате взвихривания пыли при первичном взрыве.
Мероприятия по пожарной профилактике разделяются
на организационные, технические, режимные и эксплуатационные.
Организационные мероприятия: предусматривают
правильную эксплуатацию машин и внутризаводского транспорта, правильное
содержание зданий, территории, противопожарный инструктаж и тому подобное.
Технические мероприятия: соблюдение
противопожарных правил и норм при проектировании зданий, при устройстве
электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения, правильное
размещение оборудования.
Режимные мероприятия - запрещение курения в
неустановленных местах, запрещение сварочных и других огневых работ в
пожароопасных помещениях и тому подобное.
Эксплуатационные мероприятия - своевременная
профилактика, осмотры, ремонты и испытание технологического оборудования.
Наиболее частыми причинами тушения пожаров при
эксплуатации электроустановок являются: короткие замыкания в электропроводниках
и электрическом оборудование, воспламение горючих материалов, находящихся в
непосредственной близости от электроприемников, включенных на продолжительное
время и оставленных без присмотра, токовые перегрузки электропроводов и
электрооборужования, большие переходные сопротивления в местах контактных
соединений, появление напряжения на строительных конструкциях и технологическом
оборудование, попадание раскаленных частиц нити накаливания на легкогорючие
материалы и др.
Методы тушения пожаров:
Для прекращения горения необходимо: не допустить
проникновения в зону горения окислителя (кислорода воздуха), а также горючего
вещества; охладить эту зону ниже температуры воспламенения (самовоспламенения);
разбавить горючие вещества негорючими; интенсивно тормозить скорость химических
реакций в пламени (ингибированием); механически срывать (отрывать) пламя.
Средства тушения возгораний:
К огнегасительным веществам относятся: вода,
химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и
негорючие газы, водяной пар, галоидоуглеводородные огнегасительные составы и
сухие огнетушащие порошки.
Вода - наиболее распространенное и доступное
средство тушения. Попадая в зону горения, она нагревается и испаряется,
поглощая большое количество теплоты, что способствует охлаждению горючих
веществ. При ее испарении образуется пар (из 1 л воды - более 1700 л пара),
который ограничивает доступ воздуха к очагу горения. Воду применяют для тушения
твердых горючих веществ и материалов, тяжелых нефтепродуктов, а также для
создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара.
Тонкораспыленной водой можно тушить даже легковоспламеняющиеся жидкости. Для
тушения плохо смачивающихся веществ (хлопок, торф) в нее вводят вещества,
снижающие поверхностное натяжение.
Пена бывает двух видов: химическая и
воздушно-механическая.
Химическая пена образуется при взаимодействии
щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей.
Воздушно - механическая пена представляет собой
смесь воздуха (90 %), воды (9,7 %) и пенообразователя (0,3 %). Растекаясь по
поверхности горящей жидкости, она блокирует очаг, прекращая доступ кислорода
воздуха. Пеной можно тушить и твердые горючие материалы.
Инертные и негорючие газы (диоксид углерода,
азот, водяной пар) понижают концентрацию кислорода в очаге горения. Ими можно
гасить любые очаги, включая электроустановки. Исключение составляет диоксид
углерода, который нельзя применять для тушения щелочных металлов, поскольку при
этом происходит реакция его восстановления.
Огнегасительные средства - водные растворы
солей. Распространены растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и аммония,
глауберовой соли и др. Соли, выпадая в осадок из водного раствора, образуют
изолирующие пленки на поверхности.
Галоидоуглеводородные огнегасительные средства
позволяют тормозить реакции горения. К ним относятся: тетрафтордибромметан
(хладон 114В2), бромистый метилен, трифторбромметан (хладон 13В1) и др. Эти
составы имеют большую плотность, что повышает их эффективность, а низкие
температуры замерзания позволяют использовать при низких температурах. Ими
можно гасить любые очаги, включая электроустановки, находящиеся под
напряжением.
Огнетушащие порошки представляют собой мелкодисперсные
минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и
комкованию. Их огнетушащая способность в несколько раз превышает способность
галоидоуглеводородов. Они универсальны, так как подавляют горение металлов,
которые нельзя тушить водой. В состав порошков входят: бикарбонат натрия,
диаммонийфосфат, аммофос, силикагель и т. п.
Все виды пожарной техники подразделяются на
следующие группы: пожарные машины, установки пожаротушения, огнетушители,
средства пожарной сигнализации, пожарные спасательные устройства, пожарный
ручной инструмент, пожарный инвентарь.
Места размещения пожарной техники должны быть
обозначены указательными знаками. Подходы к огнетушителям и другому
оборудованию пожаротушения должны быть удобны и не загромождены.
В случае возникновения пожара действия
работников в первую очередь должны быть направлены на обеспечение безопасности
людей, их эвакуацию и спасение.
Каждый работник, обнаруживший пожар и его
признаки (задымление, запах горения или тления различных материалов, повышение
температуры и т.п.) обязан:
а) немедленно сообщить об этом по телефону в
пожарную часть (при этом необходимо четко назвать адрес учреждения, место
возникновения пожара, а также сообщить свою должность и фамилию).
б) задействовать систему оповещения людей о
пожаре, приступить самому и привлечь других лиц к эвакуации людей из здания в
безопасное место согласно плану эвакуации;
в) известить о пожаре руководителя предприятия,
организации или заменяющего его работника;
г) организовать встречу пожарных подразделений,
принять меры по тушению пожара имеющимися на предприятия средствами
пожаротушения.
При проведении эвакуации и тушении пожара
необходимо:
а) с учетом сложившейся обстановки определить
наиболее безопасные эвакуационные пути и выходы, обеспечивающие возможность
эвакуации людей в безопасную зону в кратчайший срок;
б) исключить условия, способствующие
возникновению паники;
в) при тушении следует стремиться в первую
очередь обеспечить благоприятные условия для безопасной эвакуации людей;
г) воздержаться от открывания окон и дверей, а
также от разбивания стекол во избежание распространения огня и дыма в смежные
помещения. Покидая помещения или здание, следует закрывать за собой все двери и
окна.
Таим образом охрана труда - это свод
законодательных актов и правил, соответствующих им гигиенических,
организационных, технических, и социально-экономических мероприятий,
обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в
процессе труда (Закон ПМР "Об охране и безопасности труда", ГОСТ
12.1.003 "Общие требования безопасности" ).
Охрана труда неразрывно связана с науками:
физиология, профессиональная патология, психология, экономика и организация
производства, промышленная токсикология, комплексная механизация и
автоматизация технологических процессов и производства.
При улучшении и оздоровлении условий работы
труда важными моментами, является комплексная механизация и автоматизация
технологических процессов, применение новых средств вычислительной техники и
информационных технологий в научных исследованиях и на производстве.
Осуществление мероприятий по снижению
производственного травматизма и профессиональной заболеваемости, а также
улучшение условий работы труда ведут к профессиональной активности трудящихся,
росту производительности труда и сокращение потерь при производстве. Так как
охрана труда наиболее полно осуществляется на базе новой технологии и научной
организации труда, то при разработке и проектировании объекта используются
новейшие разработки.
Заключение
В дипломной работе рассмотрен принцип построения
устройства для исследования работы видеопамяти. Для реализации видеопамяти
используются такие элементы как мультиплексор, компаратор, счетчик адресов,
статические регистры. Эти устройства реализуются на базе логических элементов
И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ и инверторов.
В настоящее время видеопамять стремительно
развивается. На рынке компьютерной техники память VRAM заняла прочное место.
Она является двухпортовой памятью. Ее два порта обеспечивают осуществление
одновременного ввода и вывода графических данных. Выгода от использования
двухпортовой памяти в том, что пока графические данные передаются и размещаются
в буфере экрана, изображение на экране продолжает обновляться за счет
графической информации, поступающей из того же буфера экрана и в то же время.
Выполняя дипломную работу, можно сделать вывод,
что с помощью электронной среды "Protel"
эффективно моделируются и конструируются различные цифровые устройства на
логических элементах.
В экономической части рассмотрены вопросы,
связанные с организацией производственного процесса.
Организация производства - это система
мер, направленных на рационализацию сочетания в пространстве и времени
вещественных элементов и людей, занятых в процессе производства.
Под организацией производственного процесса понимают
методы подбора и сочетания его элементов в пространстве и времени с целью
достижения эффективного конечного результата. Главной задачей организации
производства является максимальное удовлетворение потребностей общества.
В части диплома, связанной с охраной труда,
рассмотрены основные меры безопасности при техническом обслуживании электронной
техники.
Охрана труда - это свод законодательных актов и
правил, соответствующих им гигиенических, организационных, технических, и
социально-экономических мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение
здоровья и работоспособность человека в процессе труда (Закон ПМР "Об
охране и безопасности труда", ГОСТ 12.1.003 "Общие требования
безопасности" ).
Охрана труда и здоровье трудящихся на
производстве, когда особое внимание уделяется человеческому фактору, становится
наиважнейшей задачей.
При улучшении и оздоровлении условий работы
труда важными моментами, является комплексная механизация и автоматизация
технологических процессов, применение новых средств вычислительной техники и
информационных технологий в научных исследованиях и на производстве.
Осуществление мероприятий по снижению производственного
травматизма и профессиональной заболеваемости, а также улучшение условий работы
труда ведут к профессиональной активности трудящихся, росту производительности
труда и сокращение потерь при производстве. Так как охрана труда наиболее полно
осуществляется на базе новой технологии и научной организации труда, то при
разработке и проектировании объекта используются новейшие разработки.
Список литературы
1. Карлащук В.И. Электронная
лаборатория на IBM PC (Electronics Workbench). - М.: Солон - Пресс, 2006.
. Разевиг В.Д.
Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap 7. - М.: Горячая линия -
Телеком , 2003.
. Разевиг В.Д. Система
проектирования OrCAD 9.2. - М.: Солон-Р, 2003.
. Резников Б.Л.
Схемотехническое моделирование в учебном процессе. - М.:МГТУ ГА, 2005.
. Резников Б.Л. Тексты
лекций. - М.: МГТУ ГА, 2003.
. Резников Б.Л. Схемотехника.
Программный комплекс Multisim 10 в учебном процессе. - М.: МГТУ ГА, 2010.
. Marc E. Herniter.
Электронное моделирование в Multisim. - М.: ДМК - Пресс, 2009.
. Резников Б.Л. Пособие по
выполнению курсовых проектов. - М.: МГТУ ГА, 2008.
. Джонс М.Х. Электроника -
практический курс. - М.: Постмаркет, 1999.
. Дьяков В. Mathcad 8/2000/ :
специальный справочник. - С.-Пб.: Питер, 2000.
. Роберт М., Хайнеман.
PSPICE. Моделирование работы электронных схем. - М.: ДМК-Пресс, 2005.
. Лачин В.И., Савелов Н.С.
Электроника. - Ростов-на- Дону: Феникс, 2000.
. Прянишников В.А.
Электроника: Курс лекций. - С.-Пб.: Корона принт, 1998.
. Перельман Б.Л. Справочник
по полупроводниковым приборам. - М.: Микротех, 1996.
. Шихин А.Я. Электротехника.
- М.: Высшая школа, 2001.
. ГОСТ 2.702-75. Правила
выполнения электрических схем.
1. В.П. Быстров. Сборник
нормативных документов и актов по охране труда предприятия, учреждения, учебного
заведения. Симферополь. 2001г.-240с.
2. Б.А. Князевский Охрана
труда. М. "Эксмо".1992г.-260с.
. В.С. Шкрабак, Г.К.
Казлаускас. Охрана труда. М.: "Эксмо", 1989г. -150с.
4. ГОСТ 12.1.004-91
"Пожарная безопасность"
5. ГОСТ 12.1.003-83 "Шум.
Общие требования безопасности"
. ГОСТ Р.50923 - 96. Рабочее
место .техника, Общие эргономические требования, и требования к произвольной
Среде. Методы измерения. Гигиенические критерии' оценки условий труда.
. Гост 12.1.030-81
"Электробезопасность"
8. Е.Я. Юдин и др. Борьба с
шумом на производстве: Справочник. М.: Машиностроение, 1988г